Nederlandse kunstenaar M.C. Eschers beroemdste tekening, "Circle Limit IV (Hemel en Hel)", toont engelen en demonen in een vlakvulling die een cirkel vult zonder lege ruimtes. Deze meesterlijke houtsnede inspireerde een internationaal samenwerkingsverband van onderzoekers, waaronder de Politecnico di Milano Physics Department, om het omslagartikel te schrijven dat is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Dit gratis en onconventionele kunstwerk heeft de wetenschap een waardevolle bijdrage geleverd.

De vondst

Onderzoekers van de groep van professor Paolo Biscari, samen met hun collega's, ontdekte dat de rangschikking van engelen en demonen in de beroemde houtsnede het mogelijk maakt te voorspellen hoe een kristallijn lichaam van vorm zal veranderen wanneer het wordt onderworpen aan externe actie.

Eschers houtsnede is gekoppeld aan het werk van wiskundigen die in het midden van de vorige eeuw de eigenschappen van hyperbolische ruimten onderzochten:het onderwerp van het onderzoek toonde een verband tussen deze ruimten en alledaagse fenomenen zoals de permanente plastische vervorming van materie.

Het kunstwerk leidde tot een nieuwe benadering van de wiskundige beschrijving van het probleem van complexe materiële vervormingsverschijnselen.

De nieuwe benadering die door de onderzoekers wordt geopperd, geeft aan hoe kristallijne roostervormen kunnen worden geassocieerd met punten in de hyperbolische ruimte. Tijdens zijn vervormingen, het materiaal verandert van vorm, passeren bijv. van de ene Eschers engelachtige afbeelding naar de volgende engelenvorm.

Kristalplasticiteit is te wijten aan de interacties van roosterdefecten die glijden onder het effect van de uitgeoefende krachten.

Het model belooft een nieuw nuttig hulpmiddel te worden voor de studie en numerieke simulatie van microscopisch kleine plastische verschijnselen. Conventionele theorieën kunnen veel eigenschappen zoals mechanische sterkte en zijn onvoorspelbare fluctuaties niet correct beschrijven, die echte plastic lawines kunnen veroorzaken.

Het beheersen van deze fenomenen opent nieuwe wegen voor het ontwerp en de ontwikkeling (geleid door theorie en simulatie) van nieuwe materialen om microproductieprocessen te optimaliseren.